Интегрированное программное средство для генерации текстур Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Информационные системы и технологии

Е. Yu. Pobirskiy

JSC «Krasnoyarsk Machine-Building Plant», Russia, Krasnoyarsk

ANALYTICAL BLOCK DEVELOPMENT OF CBSTRE (COMPUTER-BASED SYSTEM OF TECHNICAL RECORD OF ELECTRICITY)

The author presents investigation of an analytical block for automated systems of electric power technical record keeping at Krasnoyarsk machine-building factory.

© no6npcKHH E. ro., 2011

УДК 004.932

А. В. Проскурин, А. В. Белоконь

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск, Россия

ИНТЕГРИРОВАННОЕ ПРОГРАММНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ГЕНЕРАЦИИ ТЕКСТУР

Представлен программный комплекс IBoLT (Intellectual Base of Landscape Textures), состоящий из локального и веб-приложений. Описаны основные функции комплекса: генерация, редактирование, хранение процедурных текстур. Приведены инструментальные средства, использованные для разработки программного средства, и краткое обоснование их выбора.

Одной из проблем компьютерной графики является генерация процедурных текстур. Существуют несколько классов программ для работы с текстурами. Основные из них - это текстурные редакторы и текстурные базы. Существующие текстурные редакторы являются достаточно удобными инструментами генерации различных текстур. Но они имеют ряд недостатков: для накопления готовых текстур необходимо использовать сторонние средства; последовательность состояний генерируемой текстуры не сохраняется, из-за чего невозможно отредактировать готовую текстуру по слоям.

В глобальной сети Интернет можно встретить большое количество баз, содержащих множество готовых текстур, но их содержание не является исчерпывающим, поскольку отсутствует функционал постобработки искомых текстур. В связи с этим пользователям приходится использовать набор различных программ для получения требуемого результата.

Для устранения вышеперечисленных недостатков нами был разработан программный комплекс, объединяющий функции текстурных редакторов по созданию процедурных текстур и текстурных баз (IBoLT -Intellectual Base of Landscape Textures). Он состоит из локального приложения и веб-приложения.

Так как данное программное обеспечение предназначено для разработчиков симуляторов, демосцен и игр, подавляющее большинство которых предпочитает работать в среде Windows, то иные операционные системы, такие как Linux, Mac OS было решено не включать в список поддерживаемых. В связи с этим для лучшей переносимости приложений между различными компьютерами было решено использовать программную платформу .NET Framework, которую поддерживают различные среды разработки программных средств. Из-за своей распространенности,

изученности, а также учитывая то, что разрабатываемое программное обеспечение включает в себя веб-приложение, была выбрана среда Microsoft Visual Studio 2010. В качестве системы для построения клиентских приложений Windows была выбрана WPF, обладающая рядом преимуществ над Windows Forms (возможностью использования паттерна MVVM; наглядной и удобной разметкой интерфейса в XAML; возможностью использовать шаблоны) [1]. Языком программирования был выбран C#, поддерживаемый целевой средой разработки [2].

Кроме того, необходимо было выбрать систему управления базами данных (СУБД), отвечающую нашим требованиям: работать как в качестве сервера, к которому обращаются локальные и удаленные клиенты, так и в качестве внутреннего сервера, включенного в автономное приложение. Обнаружив, что большинство СУБД является специализированными, было решено использовать две различные системы - внешнюю и внутреннюю. В качестве внешней СУБД была выбрана MySQL, так как она имеет привязку к выбранному языку программирования, распространяется по лицензии GPL и уже имеются откомпилированные и оптимизированные под конкретные операционные системы исполняемые модули. В качестве внутренней СУБД была выбрана SQLite, специально оптимизированная для встраивания в приложения, имеющая привязку к выбранному языку программирования.

Разработанные приложения построены на основе трехуровневой архитектуры, состоящей из уровня данных, уровня бизнес-логики и уровня представления. В качестве источника данных выступают базы данных и изображения. Уровень бизнес-логики выполнен на основе групп функциональных и вспомогательных классов.

Решетневскце чтения

Процедурные текстуры создаются программно по разработанным алгоритмам, и в общем случае процесс их создания сводится к комбинированию трех типов функциональных операторов: генераторов, фильтров и вспомогательных средств. В программный продукт включены все три типа операторов. Генераторы реализованы на основе методов, использующих фракталы, градиентный шум (шум Перлина) и случайное распределение точек. Блоки фильтров, реализованные в программном продукте, используются для наложения на текстуру различных эффектов - от размытия и мозаичного искажения до изменения каналов модели цветового пространства и наложения шумов на изображение. Вспомогательные средства предназначены для изменения яркости и контрастности изображения и его вращения. Коэффициенты алгоритмов, применяемых на каждом шаге создания текстуры, фиксируются в ХМЬ-файле, что позволяет впоследствии изменять оригинальную текстуру после ее сохранения в базу данных.

Приложение может работать как с локальной базой данных в офлайн-режиме, так и с глобальной базой данных в онлайн-режиме. В онлайн-режиме локальная база данных синхронизируется с глобальной, результатом чего становится дополнение глобальной базы данных недостающими текстурами. Для удобст-

ва пользователей в базе данных реализована функция интеллектуального поиска, основанная на построении поисковых индексов с использованием двухмерных вейвлет-преобразований. Результаты поиска ранжируются в процентном соотношении значений индексов исходного и целевых изображений. Результатом поиска является набор наиболее схожих по метрике изображений.

Разработанный программный комплекс объединил функции генерации и обработки процедурных текстур с их накоплением в глобальной базе данных. Данный программный комплекс позволит существенно сокра -тить время, необходимое для создания новой текстуры, что заметно ускорит разработку новых программ, использующих симуляцию реальности, и дает возможность объединить усилия многих дизайнеров для создания реалистичных текстур.

Библиографические ссылки

2. Мак-Дональд М. WPF: Windows Presentation Foundation в .NET 3. 5 с примерами на C# 2008 для профессионалов : пер. с англ. 2-е изд. М. : Вильямс, 2008.

3. Троелсен Э. Язык программирования C# 2008 и платформа .NET 3.5 : пер. с англ. 4-е изд. М. : Вильямс, 2010.

A. V. Proskurin, A. V. Belokon Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

INTEGRATED SOFTWARE FOR TEXTURE GENERATION

The authors present a program complex IBoLT (Intellectual Base of Landscape Textures) consisting of local and web application and describe basic functions of a complex such as generation, editing and storage of procedural textures along with software arrangements and a short substantiation of their choice.

© Проскурин А. В., Белоконь А. В., 2011

УДК 004.42:004.056

А. В. Птицын

Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, Россия, Санкт-Петербург

Л. К. Птицына

Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, Россия, Санкт-Петербург

ГЕНЕРАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ КЭШИРОВАНИЕМ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ОТРАЖЕНИИ АТАК

Предлагаются формализации механизмов управления кэшированием информации при отражении атак на информационные системы. Определяется концепция генерации математического обеспечения систем управления кэшированием. Проводится сравнительный анализ результатов генерации и выявляются преимущества формализации.

Перспективный вариант отражения атак на информационные системы ориентируется на кэширование информации, полученной от веб-сервера, и ее порционное представление в течение некоторого пе-

риода времени. В этом случае при использовании одинаковых запросов для атаки на сайт нагрузка на процессорную систему сервера снижается, поскольку информация выбирается из кэша. Кэш может распо-